Aluminium 1050
Einführung in Aluminium 1050
Aluminium 1050 ist eine nahezu reine Aluminiumlegierung mit einem Mindest-Aluminiumgehalt von 99,5%. Sie ist bekannt für ihre sehr gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, hervorragende Korrosionsbeständigkeit und exzellente Umformbarkeit. Aluminium 1050 zählt zu den am häufigsten eingesetzten, nicht aushärtbaren Aluminiumqualitäten in industriellen und kommerziellen Anwendungen.
In der CNC-Bearbeitung eignet sich Aluminium 1050 besonders für Bauteile, bei denen Optik, Leitfähigkeit oder gute Umformbarkeit im Vordergrund stehen – vor allem in der Elektroindustrie sowie in der Lebensmittel- und Chemieprozessindustrie.
Chemische, physikalische und mechanische Eigenschaften von Aluminium 1050
Chemische Zusammensetzung (typisch)
Element | Zusammensetzungsbereich (Gew.-%) | Hauptfunktion |
|---|---|---|
Aluminium (Al) | ≥99,5 | Basiselement mit hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit |
Eisen (Fe) | ≤0,40 | Restelement |
Silizium (Si) | ≤0,25 | Restelement |
Kupfer (Cu) | ≤0,05 | Restelement |
Zink (Zn) | ≤0,05 | Restelement |
Magnesium (Mg) | ≤0,05 | Restelement |
Mangan (Mn) | ≤0,05 | Restelement |
Sonstige | ≤0,03 | Summenverunreinigungen |
Physikalische Eigenschaften
Eigenschaft | Typischer Wert | Prüfnorm/-bedingung |
|---|---|---|
Dichte | 2,71 g/cm³ | ASTM B311 |
Schmelzpunkt | 643°C | ASTM E299 |
Wärmeleitfähigkeit | 229 W/m·K bei 25°C | ASTM E1952 |
Elektrische Leitfähigkeit | 61% IACS bei 20°C | ASTM B193 |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 24,8 µm/m·°C | ASTM E228 |
Spezifische Wärmekapazität | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Elastizitätsmodul | 69 GPa | ASTM E111 |
Mechanische Eigenschaften (H14-Zustand)
Eigenschaft | Typischer Wert | Prüfnorm |
|---|---|---|
Zugfestigkeit | 110 MPa | ASTM E8/E8M |
Streckgrenze (0,2%) | 95 MPa | ASTM E8/E8M |
Bruchdehnung | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Härte | 35 HB | ASTM E10 |
Ermüdungsfestigkeit | 55 MPa | ASTM E466 |
Schlagzähigkeit | Hoch | ASTM E23 |
Wesentliche Eigenschaften von Aluminium 1050
Sehr gute elektrische und thermische Leitfähigkeit: Aluminium 1050 erreicht eine elektrische Leitfähigkeit von 61% IACS sowie eine Wärmeleitfähigkeit von 229 W/m·K – ideal für Wärmetauscher, Stromschienen und Wärmeschutzschilde.
Hervorragende Umformbarkeit: Die weiche Legierung eignet sich für Tiefziehen, Drücken und Umformen komplexer Geometrien ohne Rissbildung – optimal für Chemiebehälter, Lebensmittelverpackungen und architektonische Anwendungen.
Sehr gute Korrosionsbeständigkeit: Bildet eine natürliche Oxidschicht, die in atmosphärischen sowie mild sauren Umgebungen gut schützt – geeignet für Außenanwendungen sowie Chemie- und Lebensmittelbereiche.
Geringe mechanische Festigkeit: Mit einer Zugfestigkeit von nur ca. 110 MPa ist 1050 nicht für tragende Strukturen geeignet, jedoch ideal für niedrig belastete, duktilitätskritische Bauteile.
Nicht aushärtbar (nicht wärmebehandelbar): Die Festigkeit wird durch Kaltverfestigung verbessert, nicht durch Wärmebehandlung. Verfügbar in verschiedenen Zuständen wie O (weichgeglüht) und H14.
Herausforderungen und Lösungen bei der CNC-Bearbeitung von Aluminium 1050
Bearbeitungsherausforderungen
Weichheit und „Schmieren“: Führt zu schlechter Spanbrechung und verschmierter Oberfläche.
Aufbauschneide (BUE): Material haftet bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten oder stumpfen Schneiden an Werkzeugen.
Risiko von Oberflächenverzug: Neigt bei zu hoher Spannkraft oder Bearbeitungskräften zur Verformung.
Optimierte Bearbeitungsstrategien
Werkzeugauswahl
Parameter | Empfehlung | Begründung |
|---|---|---|
Werkzeugmaterial | Unbeschichtetes oder DLC-beschichtetes Hartmetall | Hält Schneiden scharf und reduziert Verschmieren |
Geometrie | Großer Spanwinkel, polierte Schneiden | Fördert saubere Schnitte und bessere Spanabfuhr |
Schnittgeschwindigkeit | 250–450 m/min | Reduziert Aufbauschneide und verbessert Oberflächenqualität |
Vorschub | 0,10–0,30 mm/U | Unterstützt Maßhaltigkeit und saubere Kanten |
Kühlung | Trocken oder Minimalmengenschmierung (Nebel) | Verhindert Überhitzung und reduziert Oxidation |
Schnittparameter für Aluminium 1050 (ISO-513-Konformität)
Operation | Geschwindigkeit (m/min) | Vorschub (mm/U) | Schnitttiefe (mm) | Kühlmitteldruck (bar) |
|---|---|---|---|---|
Schruppen | 250–350 | 0,20–0,30 | 1,5–3,0 | Trocken oder Nebel |
Schlichten | 350–450 | 0,05–0,10 | 0,2–1,0 | Nebel |
Oberflächenbehandlung für CNC-Teile aus Aluminium 1050
Anodisieren: Sehr gut geeignet für Typ-II-Anodisieren zum Korrosionsschutz und für dekorative Oberflächen; Oxidschicht typischerweise 5–25 µm.
Pulverbeschichtung: Bietet sehr gute Deckung und Farbanpassung bei 60–120 µm Schichtdicke für Abrieb- und UV-Beständigkeit.
Elektropolieren: Erzeugt glatte, reflektierende Oberflächen (Ra ≤0,2 µm) und verbessert die Reinigbarkeit für Food-Grade-Anwendungen.
Passivieren: Meist als Vorbehandlung zur Entfernung von Verunreinigungen und zur Vorbereitung weiterer Beschichtungen.
Bürsten: Erzeugt Oberflächen mit Ra 0,8–1,6 µm für Schilder, Panels und industrielle Schnittstellen.
Alodine-Beschichtung: Chromatkonversion für Korrosionsschutz bei gleichzeitig erhaltener Leitfähigkeit – geeignet für elektrische Bauteile.
UV-Beschichtung: Klarlackartiger Schutz gegen Kratzer und Feuchtigkeit; typische Schichtdicke 5–15 µm.
Lackbeschichtung: Dient dem Erhalt der Optik und verbessert die Beständigkeit bei consumer-orientierten Aluminiumkomponenten.
Industrieanwendungen von Aluminium 1050
Elektroindustrie: Stromschienen, Leiterplatten und Abschirmgehäuse mit hoher elektrischer Leitfähigkeit.
Lebensmittel- und Chemieprozessindustrie: Behälter, Tanks und Prozessanlagen mit hohen Anforderungen an Hygiene und Korrosionsbeständigkeit.
Konsumgüter: LED-Gehäuse, Reflektoren, Display-Panels und dekorative Aluminiumteile.
HVAC & Wärmetauscher: Lamellen, Luftkanäle und Wärmeableitkomponenten, die von der hohen Wärmeleitfähigkeit profitieren.
Architektur: Dekorative Fassaden, Wandverkleidungen, Beschilderung und Rahmenkonstruktionen bei geringer mechanischer Belastung.
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